Aviation Icing Tests IV - Wolkenerzeugung für realistische Vereisungstests an Flugzeugkomponenten, mit und ohne De-Icing bzw. Anti-Icing Einrichtungen

In diesem Folge-Forschungsprojekt werden resultierende Forschungsthemen mit Schwerpunkt auf Erhöhung des LWC für Appendix C sowie Verteilung und Verringerung des LWCs für Super Large Drops (SLD’s) genauer untersucht. Es baut auf die bereits durchgeführten Forschungsprojekte „Aviation Icing Tests“, Aviation Icing Tests II und Aviation Icing Tests III auf.

Kurzbeschreibung

Ausgangspunkt / Motivation

Die seit 2013 im Betrieb befindliche Vereisungsanlage wurde bereits in zahlreichen Kunden- und Forschungsprojekten erfolgreich eingesetzt. Die Einschränkung durch zu geringen LWC gemäß EASA CS25/C29 Appendix C führte zu Unverständnis bei den Kunden. Bei den Forschungsarbeiten zum Thema SLD wurden mit der Simulation von "freezing rain" verbundene technische Herausforderungen bereits 2016 erkannt.

RTA hat sich seit damals verstärkt dem Thema gewidmet. Zuletzt durchgeführte Publikation und Präsentation eines wissenschaftlichen papers im Zuge der International Conference on Icing of Aircraft, Engines, and Structures im Juni 2019 führte zu konkreten Kooperationsabsichten der FAA / NASA und unterstreicht die zunehmende internationale Bedeutsamkeit des RTA Icing Wind Tunnel Vienna.

Ziele

Erhöhung des liquid water content (LWC) für CS29 Appendix C
Super cooled large drops (SLD) Wolkensimulation gemäß CS29 Appendix O

Inhalt

Der nächste Schritt zur Erhöhung des LWC im Icing Wind Tunnel soll durch genaue Untersuchungen mit zusätzlichen Düsen / Barren unter Berücksichtigung der aerodynamischen Beeinflussungen und eventuell resultierenden "Vereisung" der bestehenden Barren erfolgen.

Die Untersuchungsergebnisse und Analyse sollen zu einem Konzept für eine Erweiterung des LWC Bereichs und der vollständigen Abdeckung des EASA CS-25 bzw. CS-29 Appendix C Kennfelds führen.

Bezüglich SLD sollen im Zuge einer Konzeptstudie geeigneten technische Maßnahmen gefunden werden, um den LWC zu verringern und eine Unterkühlung der gr. Tropfen zu erreichen. Dadurch wird das Alleinstellungsmerkmal "freezing rain" zu erzeugen weiter ausgebaut.

Methodik / Vorgehensweise

Die Erweiterung des LWC Bereiches sollte durch Verdoppelung der Düsen (zweite Barrenreihe) möglich sein. Es gilt die Funktionstüchtigkeit (Betrieb mit 2 Barrenreihen) zu validieren und die Grenzwerte zu ermitteln. Dafür werden "dummys" sowie ein voll betriebsfähiger Zwischenbaren gebaut und betrieben. Weitere begleitende aerodynamische Messungen um den Ist-Zustand der Geschwindigkeitsverteilung in der Düsenebenemit zu ermitteln werden mit einer dafür spezielle entwickelten Traversiereinrichtung durchgeführt.

Aufbauend auf die Erkenntnisse aus dem vorangegangenen Forschungsprojekt soll die erreichte beaufschlagte Fläche für "Freezing Rain" erweitert werden um ein NACA0012 Flügelsegment komplett vereisen zu können. Des Weiteren soll eine Unterkühlung der großen Tropfen durch eine Erweiterung des Wasservorkühlungssystems sichergestellt und mittels Messungen validiert werden. Erste Untersuchungen und Tests zur Reduktion des LWCs für "Freezing Drizzle / Rain > 40 µm" sollen ebenfalls durchgeführt werden.

Erwartete Ergebnisse

Aufbauend auf Aviation Icing Tests I bis III werden im Folgeprojekt IV folgende Ergebnisse erwartet:

Lösungskonzepte um den LWC zu erhöhen ohne die bestehende aerodaynamische Situation im Icing Wind Tunnel (Verteilung der Wolke, Geschwindigkeitsprofil, Temperaturbereich) negativ zu beeinflussen.
Komplette Vereisungsmöglichkeit eines Flügelprofiles bis ca. 3,0m unter "freezing rain" Bedingungen. Wobei die Unterkühlung weitergehendst validiert ist und die Zuverlässigkeit des Prototypen weiter verbessert wurde.

Projektbeteiligte

RTA Rail Tec Arsenal Fahrzeugversuchsanlage GmbH

Förderprogramm: Basisprogramm